Bài tập Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học có đáp án
21 câu hỏi
Thực phẩm bảo quản trong tủ lạnh sẽ giữ được lâu hơn (a), khi nấu một loại thực phẩm bằng nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn (b), bệnh nhân sẽ dễ hô hấp hơn khi dùng oxygen từ bình chứa khí oxygen so với từ không khí (c), …
Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ của các quá trình biến đổi trên.
(a) Thực phẩm bảo quản trong tủ lạnh sẽ giữ được lâu hơn ⇒ Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
(b) Khi nấu một loại thực phẩm bằng nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn ⇒ Ảnh hưởng của áp suất đến tốc độ phản ứng.
(c) Bệnh nhân sẽ dễ hô hấp hơn khi dùng oxygen từ bình chứa khí oxygen so với từ không khí ⇒ Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng.
Tiến hành thí nghiệm 1 và quan sát hiện tượng của thí nghiệm. Nhận xét mối liên hệ giữa thể tích dung dịch Na2S2O3 với thời gian xuất hiện kết tủa.
Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng
Hóa chất: Dung dịch sodium thiosulfate (Na2S2O3) 0,15M; sulfuric acid (H2SO4) 0,10M; nước cất.
Dụng cụ: cốc thủy tinh 100 mL (được đánh dấu thập ở mặt ngoài đáy cốc), ống đong 50 mL.
Tiến hành:
Bước 1: Pha loãng dung dịch Na2S2O3 0,15 M để được các dung dịch có nồng độ khác nhau theo Bảng 16.1.
Bước 2: Rót đồng thời 10 mL dung dịch H2SO4 0,1 M vào mỗi cốc và khuấy đều.
Phương trình hóa học của phản ứng:
Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + S(s) + SO2(g) + H2O(l)
Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,15 M càng nhỏ ⇒ Nồng độ Na2S2O3 càng nhỏ (hay dung dịch Na2S2O3 càng loãng) ⇒ Thời gian xuất hiện kết tủa càng lâu.
Quan sát Hình 16.2 và phương trình hóa học của phản ứng, giải thích kết quả thí nghiệm 1.
Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + S(s) + SO2(g) + H2O(l)
Nồng độ Na2S2O3 giảm ⇒ Các hạt phân tử Na2S2O3 giảm ⇒ Số va chạm hiệu quả giữa các phân tử Na2S2O3 và phân tử H2SO4 giảm ⇒ Kết tủa tạo thành chậm tức là tốc độ phản ứng chậm hơn.
Giữ nguyên nồng độ dung dịch Na2S2O3 ban đầu, pha loãng dung dịch H2SO4 tương tự như cách pha loãng dung dịch Na2S2O3 theo Bảng 16.1, kết quả thí nghiệm sẽ thay đổi thế nào?
Pha loãng dung dịch H2SO4 ⇒ Nồng độ H2SO4 giảm ⇒ Các hạt phân tử H2SO4 giảm ⇒ Số va chạm hiệu quả giữa các phân tử Na2S2O3 và phân tử H2SO4 giảm ⇒ Kết tủa tạo thành chậm tức là tốc độ phản ứng chậm hơn.
Quan sát Hình 16.3, nhận xét sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
Trong cùng một khoảng thời gian, cốc (1) được đun nóng bị mất màu, cốc (2) không được đun nóng màu chỉ nhạt hơn. Chứng tỏ nhiệt độ cao hơn đã làm phản ứng ở cốc (1) xảy ra nhanh hơn.
Quan sát Hình 16.4 và phương trình hóa học của phản ứng, giải thích vì sao tốc độ mất màu của KMnO4 trong 2 cốc không giống nhau.
Phương trình hóa học của phản ứng:
2KMnO4(aq) + 5H2C2O4(aq) + 3H2SO4(aq) → 2MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l)
Ở nhiệt độ thường, các chất phản ứng chuyển động với tốc độ nhỏ.
Khi tăng nhiệt độ, các chất sẽ phản ứng sẽ chuyển động với tốc độ lớn hơn, dẫn đến số va chạm hiệu quả tăng nên tốc độ phản ứng tăng.
Biết rằng, khi nhiệt độ tăng thêm 10oC, tốc độ của một phản ứng hóa học tăng 4 lần; cho biết tốc độ phản ứng giảm bao nhiêu lần khi nhiệt độ giảm từ 70oC xuống 40oC
Khi nhiệt độ tăng thêm 10oC, tốc độ của một phản ứng hóa học tăng 4 lần
⇒ γ = 4
γt2−t110=440−7010=164
Khi nhiệt độ giảm từ 70oC xuống 40oC thì tốc độ phản ứng giảm 64 lần.
Quan sát Hình 16.5, cho biết mật độ phân bố của các phân tử chất khí trong bình kín thay đổi như thế nào khi tăng áp suất của bình?
Ở áp suất bình thường, các phân tử khí tham gia chuyển động xa nhau hơn.
Khi bị nén dưới áp suất cao hơn, các phân tử khí tham gia được nén lại gần nhau dẫn đến số va chạm hiệu quả tăng lên.
Xét các phản ứng xảy ra trong bình kín:
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) (1)
NH4Cl(s) → NH3(g) + HCl(g) (2)
Yếu tố áp suất ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng nào? Khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào?
Trong phản ứng hóa học có sự tham gia của chất khí, áp suất có thể ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
Yếu tố áp suất ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng (1). Khi tăng áp suất tốc độ phản ứng tăng.
Tiến hành thí nghiệm 2 và so sánh tốc độ khí thoát ra trong hai bình tam giác.
Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc đến tốc độ phản ứng
Hóa chất: Dung dịch HCl 1 M, đá vôi (CaCO3) dạng khối và dạng hạt nhỏ.
Dụng cụ: bình tam giác 100 mL, ống đong 50 mL, cân.
Tiến hành:
Bước 1: Cân khoảng 2 g CaCO3, mỗi loại, cho vào 2 bình tam giác (1), (2).
Bước 2: Đong khoảng 20 mL dung dịch HCl, rót đồng thời vào mỗi bình tam giác.
Phương trình hóa học của phản ứng:
CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Bình (1) chứa đá vôi dạng khối.
Bình (2) chứa đá vôi dạng hạt.
Nhận thấy khí thoát ra ở bình (2) nhanh hơn khí thoát ra ở bình (1).
Nhận xét mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng với kích thước của CaCO3.
Kích thước của hạt đá vôi (CaCO3) càng nhỏ thì tốc độ phản ứng càng lớn.
Quan sát Hình 16.7, giải thích kết quả của thí nghiệm 2.
Khi HCl phản ứng với CaCO3 dạng hạt, diện tích tiếp xúc giữa các phân tử HCl và CaCO3 tăng lên ⇒ số va chạm hiệu quả tăng ⇒ tốc độ phản ứng tăng.
Củi khi được chẻ nhỏ sẽ cháy nhanh hơn và mạnh hơn so với củi có kích thước lớn. Giải thích.
Củi được chẻ nhỏ ⇒ diện tích tiếp xúc giữa củi (nhiên liệu) với oxygen trong không khí tăng ⇒ tốc độ phản ứng cháy tăng.
Tiến hành thí nghiệm 3, quan sát hiện tượng và so sánh sự thay đổi của tàn đóm ở 2 ống nghiệm.
Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của xúc tác đến tốc độ phản ứng
Hóa chất: dung dịch hydrogen peroxide (H2O2) 30%, bột MnO2.
Dụng cụ: Ống nghiệm, tàn đóm đỏ.
Tiến hành:
Bước 1: Rót khoảng 2 mL dung dịch H2O2 vào 2 ống nghiệm (1), (2).
Bước 2: Thêm một ít bột MnO2 vào ống nghiệm (2) và đưa nhanh tàn đóm đỏ vào miệng 2 ống nghiệm (Hình 16.8).
Phương trình hóa học của phản ứng:
2H2O2(aq) →MnO2 2H2O(l) + O2(g)
Hiện tượng:
- Tàn đóm ở ồng nghiệm (1) chỉ cháy nhẹ.
- Tàn đóm ở ống nghiệm (2) bùng cháy mãnh liệt hơn.
Tại sao nhai kĩ cơm, cảm nhận cơm có vị ngọt hơn?
Enzyme amylase có trong nước bọt là chất xúc tác đẩy nhanh quá trình tiêu hóa tinh bột.
Khi nhai kĩ, thức ăn được chia nhỏ hơn ⇒ tăng diện tích tiếp xúc giữa thức ăn với các enzyme, khiến các phản ứng trong quá trình tiêu hóa tinh bột xảy ra nhanh hơn, hiệu quả hơn.
Quan sát Hình 16.9, cho biết yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng đã được vận dụng trong thực tiễn.
- Hình 16.9a) Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng:
Nồng độ oxygen trong không khí chỉ chiếm 21%. Dùng bình chứa oxygen mục đích làm tăng nồng độ chất tham gia ⇒ Tăng tốc độ phản ứng cháy
- Hình 16.9b) Ảnh hưởng của áp suất đến tốc độ phản ứng.
Dùng nồi áp suất làm tăng áp suất trong nồi ⇒ tăng tốc độ phản ứng ⇒ Làm thức ăn nhanh chín hơn.
- Hình 16.9c) Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc đến tốc độ phản ứng.
Đậy nắp lò làm giảm diện tích tiếp xúc của than với oxygen trong không khí ⇒ Giảm tốc độ phản ứng cháy ⇒ Than cháy được lâu hơn.
- Hình 16.9d) Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh ⇒ Giảm nhiệt độ ⇒ Giảm tốc độ phản ứng oxi hóa thức ăn ⇒ Thức ăn lâu bị ôi thiu.
Trong quá trình lên men giấm, người ta thường cho chuối hay nước dừa vào lọ chứa giấm nuôi, giải thích.
Vận dụng yếu tố ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng.
Chuối và nước dừa chứa các enzyme có vai trò là chất xúc tác cho quá trình lên men giấm.
Hai nhân vật minh họa trong hình bên đang chế biến món gà rán, được thực hiện bằng hai cách. Một người chọn cách chia ra từng phần nhỏ, người còn lại chọn cách để nguyên, giả thiết các điều kiện đều giống nhau (nhiệt độ, lượng dầu ăn,…). Hãy cho biết cách nào món ăn nhanh chín hơn? Giải thích
Khi chia từng phần nhỏ làm tăng diện tích tiếp xúc của gà với chảo dầu nóng
⇒ giúp gà nhanh chín hơn.
Nồng độ, nhiệt độ, áp suất, diện tích tiếp xúc, chất xúc tác ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng.
- Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng
- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng
- Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng tăng khi tăng áp suất
- Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng
- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học, nhưng vẫn được bảo toàn về chất lượng khi kết thúc phản ứng
Cho a g kim loại Zn dạng hạt vào lượng dư dung dịch HCl 2M, phương trình hóa học xảy ra như sau:
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
Tốc độ khí H2 thoát ra như thế nào khi thay đổi các yếu tố dưới đây
a) Thay a g Zn hạt bằng a g bột Zn
b) Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 1M
c) Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch HCl.
a) Thay a g Zn hạt bằng a g bột Zn
⇒ Tăng diện tích tiếp xúc của chất phản ứng
⇒ Tăng tốc độ phản ứng
⇒ Khí H2 thoát ra nhanh hơn.
b) Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 1M
⇒ Nồng độ chất tham gia giảm.
⇒ Tốc độ phản ứng giảm
⇒ Khí H2 thoát ra chậm hơn.
c) Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch HCl.
⇒ Tăng nhiệt độ của phản ứng
⇒ Tăng tốc độ phản ứng
⇒ Khí H2 thoát ra nhanh hơn.
Cho phương trình hóa học của phản ứng:
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
Nếu hệ số nhiệt độ Van’t Hoff bằng 2, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 30oC lên 60oC?
Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff γ = 2.
γt2−t110=260−3010=8
Khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 30oC lên 60oC tốc độ phản ứng tăng 8 lần.
